УДК 004.056.55

Применение QR-кода в различных сферах жизни

Литвиненко Борис Владимирович – магистрант МИРЭА – Российского технологического университета.

Новичков Дмитрий Евгеньевич – ассистент кафедры Математического обеспечения и стандартизации информационных технологий МИРЭА – Российского технологического университета.

Аннотация: В статье рассматривается способ хранения и распространения информации – QR-код. Дано подробное определение этой технологии. Приведена история создания и развития. Подробно рассмотрено внутренне устройство и области применения его в различных сферах. Рассмотрены современные проблемы безопасности, связанные с применением QR-кодов. Обозначены положительные и отрицательные стороны использования. Рассмотрены различные виды кодов, их классификация по размеру и уровню коррекции ошибок.

Ключевые слова: QR-код, классификация QR-кодов, способы распространения информации, возможности QR-кода.

Что такое QR

Для того, чтобы понять, что такое QR-код, нужно разобраться с тем, что такое штрих-код. Все мы знакомы с классическим штрих-кодом (Рисунок 1), его ежедневно видят миллионы людей повсеместно. Но если разобраться, что это по сути? Штрих-код —это некая альтернатива «стене текста», он создан для быстрого взаимодействия с информацией с помощью технических средств. По факту данные представлены чередованием черно-белых полос разной толщины, зачастую для удобства добавляют буквенно-цифирный ряд. (Рисунок 2) [3].

Рисунок 1. Штрих-код.	Рисунок 2. Штрих-код с буквенно-цифирным рядом.

С предшественником мы разобрались, самое время понять, что же такое QR-код (Рисунок 3) и в чем его отличия. Если говорить простым языком, QR-код — это модифицированная версия штрих-кода (двумерный штриховой код). Дословный перевод звучит, как: QR - Quick Response - Быстрый Отклик.

Рисунок 3. QR-код ведущий на сайт «Википедия».

Главное отличие матричного кода от штрих-кода заключается в том, что он несет в себе на порядок больше информации (Рисунок 4). С увеличением полезного объема расширяются и возможности. Так, если штрих-код необходим сугубо для маркировки продукции, то QR-код имеет куда большую область применения, но об этом немного позже. Как же появился QR-код?

Рисунок 4. Различия QR-кода и штрих-кода.

История

История появления матричного кода берет свои истоки в стране восходящего солнца – Японии. Произошло это в 1992 году. Создателем такого прекрасного инструмента считается Масахиро Хара.

Японский инженер, из компании «Denso», играя в игру «Го» (Рисунок 5), вдохновился расположением фишек на доске и придумал новый подход в мире передачи информации.

Рисунок 5. Игра «Го».

Новый тип кодов должен был решить следующие задачи:

1. Объем информации, которую возможно хранить в коде, должен существенно возрасти.
2. Процесс считывания должен быть как можно более точным и быстрым.
3. Сами коды должны быть устойчивы к пятнам от масла, грязи и прочим повреждениям.
4. Считывающее устройство должно быть простым и дешевым.

Принцип построения матричного кода весьма прост и универсален, так как описывает лишь общий формат представления, а не данные внутри него, что дает практически безграничный простор для экспериментов. Состоит QR-код из черных квадратов на белом фоне. Для снижения вероятности ошибки матрица содержит несколько крупных элементов (квадратов), маленькие же используются для синхронизации изображения (Рисунок 6) [1].

Рисунок 6. Архитектура QR-кода.

Широкое распространение новый тип кодов получил благодаря компании «Toyota», которая ввела в 1994 году его для маркировки деталей на производствах автомобилей, однако, довольно быстро матричный код «расползся» по другим сферам (бизнес-сферам) компании.

Плюсы и минусы

Если же говорить о достоинствах и недостатках, то хватает и тех и других, для наглядности они будут представлены в таблице (Таблица 1).

Таблица 1. Достоинства и недостатки QR-кодов.

Достоинства	Недостатки
QR-коды хранят больше информации по сравнению со штрих-кодом	QR-коды неэффективны, если они являются единственным вариантом
QR-коды можно уменьшить	Нет доступа к Интернету
QR-коды легко прочитать	Неопытные пользователи
QR-коды считываются даже при повреждении

Разновидности

Все типы QR-кодов можно разделить на две основные группы: статические и динамические. Статические несут некую «фиксированную» информацию, которую нельзя редактировать после создания матрицы, к примеру логин и пароль от WiFi (Рисунок 7).

Рисунок 7. Подключение к сети WiFi с помощью QR-кода.

Под динамическим QR – кодом подразумевается информация, которая может меняться, к примеру у вас есть свой бизнес, вы повесили рекламные баннеры с QR-кодом, в котором содержится вся информация о вашей копании, но вы меняете номер телефона. Чтобы не выпускать новые баннеры, мы используем динамический матричный код, который можно менять online (Рисунок 8).

Рисунок 8. Динамический QR-код.

Возможности

Возможности в применении QR-кодов различны, все зависит от типа QR-кода [5]. Перечислим самые основные и их краткие характеристики.

QR-код модель 1: это прототип модели 2 и Micro QR. Он может кодировать до 707 символов. Самый простой QR-код.

QR-код модель 2: такой QR-код содержит шаблон выравнивания для лучшей регулировки положения и имеет большую плотность данных, чем предшественник. Существует множество версий, от которых зависит размер и объем информации. Так же у каждого QR-кода свой уровень коррекции ошибок (L, M, Q, H). Самая большая версия способна хранить 4296 символов латинского алфавита или 7 089 чисел.

Micro QR-код: уменьшенная версия традиционного QR-кода, который используется, когда пространство ограничено. У него присутствует только один шаблон позиционирования. Микро-QR-коды могут различаться по размеру, самый маленький кодирует до 35 цифр или 21 символ.

Код IQR: может представлять собой квадрат, прямоугольник или рисунок. iQR может содержать до 40 тысяч цифр. При повреждении 50% площади такой код остается читаемым. У обычного QR площадь повреждения должна быть не более 30%, чтобы его можно было считать.

SQRC: специальный и редко используемый QR, имеет функцию ограниченного чтения, так как обычно содержит личную информацию. Его может считать только устройство с криптографическим ключом, который обеспечивает защиту данных. Такой код печатают с помощью принтера, совместимого с SQRC, а считывают с помощью специального сканера.

Frame QR: красивый QR, с настраиваемой рамкой, внутри которой можно заключить данные в таких форматах, как графика, иллюстрации или фотографии. Такой формат часто используют на рекламных плакатах, стилизуют и украшают.

Так же иногда можно увидеть QR-коды, не похожие на привычные. Например, Aztec Code с квадратом в центре можно увидеть на авиа и железнодорожных билетах, MaxiCode используется в грузоперевозках, DataMatrix в промышленности, а прямоугольный PDF417 — для документов.

PDF417 — двумерный штрих-код, созданный компанией Symbol Technologies. Предшественник QR-кода. Имеет максимальную емкость примерно в три раза ниже, чем у QR (2710 цифр, 1850 символов).

Data Matrix — выглядит как QR-код, но не имеет квадратных меток в углах. Разработан компанией International Data Matrix, включает объем информации до 3116 цифр или 2355 символов.

Aztec Code получил свое название благодаря характерному символу в центре изображения, которое напоминает пирамиду ацтеков сверху. Код изобретен Андрю Лонгацром и Робетром Хассли и имеет разные размеры — от 13 цифр, 12 букв и до 3832 цифр, 3067 букв. Уровень возможных ошибок в таком коде может варьироваться от 5% до 95%.

Где применяется

QR-код – технология, разработанная для автомобильной промышленности, спустя более чем два десятка лет применяется практически во всех сферах жизни и работы людей.

Самое банальное и частое его применение – ссылка на ресурс в сети. QR-коды используются для веб-сайтов, документов, листовок и каталогов, визитных карточек, образовательных программ и витрин магазинов. В QR-код можно поместить любую информацию, закодированную двоичной системой счисления, и которая помещается в этот QR.

В код можно поместить и непосредственно файл, но обычно помещают ссылку на его ресурс во всемирно сети.

Помимо передачи ссылок, в QR-кодируют информацию на производствах. Это позволят существенно упростить и удешевить процесс автоматизации производства. Бесценна эта технологи в логистике. Каждый объект имеет свои уникальный номер, закодированный QR-кодом. Достаточно специального сканера, чтобы за доли секунд узнать назначение, путь и информацию данного объекта. Уже много лет такая система работает в логистике, машиностроении, производстве.

Огромное распространение QR-коды получили в сфере проведения платежей. Чаще всего такая технология используется в Китае. По статистике, сегодня с помощью мобильных технологий только в Китае совершается платежей на сумму более 17 трлн.долл (в основном через QR) [4].

С распространение системы СБП в России оплата по QR-кодом становится невероятно популярной. Так же этому росту способствует блокировка систем Google Pay и Apple Pay. Многие магазины предоставляют клиентам скидки на оплату по СБП с помощью QR-кода. Экономика тут простоя, магазин тратит до 3.5% от чека на эквайринг (обслуживание банком кассового аппарата). Если клиент платит через СБП, эквайринг оплачивать не нужно, и можно предоставить клиенту скидку в размере 1-3% от суммы чека.

Какую опасность несет

В нашей истории массовое развитие какой-либо технологии несет не только много положительных моментов для людей, но и немало опасностей. Конечно, сами коды опасности представлять не могут, опасность представляют мошенники, которые используют современные технологии во имя своих корыстных целей.

Федеральное бюро расследование (ФБР) США одними из первых выпустило предупреждение о том, чтобы потребители внимательнее относились к защите своих личных данных, так как сканирование неизвестных кодов зачастую ведет пользователей на вредоносные сайты, где происходит кража данных [2].

В 2013 году разработчики компании Lookout Mobile разработали QR-коды, с помощью которых смогли получить доступ к очкам Google Glass. Дело в том, что очки виртуальной реальности автоматически сканируют QR-код. Злоумышленники с помощью кода могли подключить устройство к Wi-Fi точке, и, перенаправив запрос устройства на сервер, получить полный доступ к очкам виртуальной реальности.

Так же в QR-коде может содержаться вредоносный скрипт, который выполняется в браузере и может нанести определенный вред пользователю. От таких атак можно защититься, вовремя выполняя обновления безопасности приложений, в которых разработчики стараются установить фильтры, валидацию и другие методы защиты.

Еще раз повторим, непосредственно QR-код не может нести никакого вреда пользователю. Он используется как инструмент для кражи данных или для распространения вредоносного ПО.

Вывод

QR-коды стремительно ворвались в нашу жизнь за небольшой исторически промежуток времени. В этом нет ничего плохого, данная технология значительно облегчает многие процессы, улучшая нашу жизнь. Каждый день человечество придумывает новые способы их применения, и будет придумывать до тех пор, пока нам нужно хранить, обрабатывать и передавать информацию. Будут придумываться все более совершенные алгоритмы по кодированию информации, QR-коды со временем будут меняться и расширять свою функциональность.

Как и многие массовые технологии, QR-коды в наше время могут быть опасны. Как мы уже рассмотрели, с помощью QR-кодов злоумышленники могут получать персональные данные пользователей, доступ к устройствам. В этом контексте QR-код превратился не просто в картинку, которая хранит полезную информацию, а в опасный инструмент в руках преступников.

Главная задача рядового пользователя – не забывать, что эта технология в руках злоумышленника может стать инструментом для совершения преступления, и всегда нужно обдуманно совершать любые действия, которые касаются персональной информации.

Список литературы

1. Answers to your questions about the QR Code : сайт. – URL: https://www.qrcode.com/en/index.html (дата обращения: 21.11.2022).
2. FBI issues warning on QR code payments // THE|PAYPERS : сайт. – URL: https://thepaypers.com/digital-identity-security-online-fraud/fbi-issues-warning-on-qr-code-payments--1254091 (дата обращения: 25.11.2022).
3. ГОСТ Р ИСО/МЭК 18004-2015 Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Спецификация символики штрихового кода QR Code.
4. Статистика QR-кода 2022: последние цифры и варианты использования по всему миру // QrCode Tiger : сайт. – URL: https://www.qrcode-tiger.com/ru/qr-code-statistics (дата обращения: 02.12.2022).
5. Эволюция QR-кода // vc.ru: сайт. – URL: https://vc.ru/marketing/98263-evolyuciya-qr-koda (дата обращения: 20.11.2022).